全寿命周期成本方法在电网工程设计中的运用

林春钦，林章岁，周加和

(福建省电力勘测设计院，福建 福州 350003)

1 概述

为了实现工程建设能力和水平再上新台阶，国家电网公司要求全力实施全寿命周期管理，在电网工程项目管理中，运用全寿命的周期成本的先进管理理念和管理思想，对电网项目各阶段进行全面、全过程、精益化管理。

传统的电网工程项目管理，重视项目建设过程中的质量、工期、造价三大目标为核心，由此产生了项目管理的三大控制系统。这种以工程建设过程为主要对象的管理目标是有局限性的，主要体现对项目的建设实施阶段的造价控制，而相应地弱化项目的未来的运行成本、可靠性及报废的成本管理。

全寿命周期成本(Life Cycle Cost，LCC)是从设备/项目的长期经济效益出发，全面考虑设备/项目或系统的规划、设计、制造、购置、安装、运行、维修、改造、更新、直至报废的全寿命周期中所发生的成本。项目全寿命周期成本的管理理念，突破了注重项目实施阶段的局限性，工程项目的成本的计算，要从项目的产生到消亡的全寿命周期的成本，作为电网规划设计优化决策的计算模型。

2 全寿命周期成本的计算模型

2.1 全寿命周期不同阶段成本费用分析

电网工程项目寿命的阶段划分，在不同的场合有不同的划分标准和相应的阶段名称。本文为叙述的方便，将项目的全寿命划分为项目实施、项目生产运行和项目报废共三个阶段。各个阶段的费用的发生时点是不一样的，实施阶段的投资和报废阶段的费用(或者报废的收益)相隔可能达到30～40年。从工程经济学的观点，涉及到资金的时间价值，比较时必须要对不同的时间点的费用进行贴现计算，然后采用年费用法或现值法等计算方法进行全寿命周期成本费用计算。本文除注明外，选择年费用评价指标，作为计算模型及说明依据。

⑴ 项目实施阶段成本费用

项目实施阶段，包括项目规划、可研、初设、施工图、招投标、施工直到移交生产，涉及项目投资对项目寿命期成本的影响。输变电项目在实施阶段，其工期长短与项目的情况有关，因此项目实施阶段成本费用相差还是比较大的，可以依据项目的情况，将建设期间发生的费用，折算到投产时的费用。假定移交生产时的工程投资P，建设期间的工程投资，已经通过折算到投产时的工程投资。投资对项目寿命期成本的影响(设为Ct)

式中：n为项目寿命期的年数， 为电力行业资金的基准收益率。

⑵ 项目的生产运行阶段成本费用

项目的生产运行阶段是指从项目的移交生产到项目的寿命期末的阶段，此阶段中除涉及项目的寿命成本主要有：正常的运行和维修费用，还有在运行过程中出现的故障的抢险费用、停运过程的损失费用等。

①项目正常的运行和维修费用，设为CY。依据实际的运行统计数据，可以经转换、折算为投产初期投资为基数P乘以正常的运行和维修费用系数的K1，即

② 抢险费用和停运过程的损失费用，设为Pq。

⑶ 项目的报废阶段成本费用

如：在某房屋建设工程中，建筑尺寸的准确性成为影响施工质量的主要因素，经监理人员查明，导致建筑尺寸不足的主要原因为使用不合格的钢尺进行放线，同时相关工作人员未能及时发现，继而导致整栋楼房均存在尺寸不足的隐患。通过法院最终判决，房产开发公司不仅需要补交罚款同时要退赔资金给用户。由此可见，即使再小的细节也会影响施工质量，带来巨大隐患。不仅如此，在监理工程开工前，必须要检测待使用准备使用设备的质量、性能等，必要时需要对相关技术检测合格证进行审查，满足要求后才可投入使用。在使用各种设备、器材、材料时必须要详细记录，做好备案。及时妥善处理不合格设备，重新配备合格产品并达标后才能继续使用。

项目的报废阶段成本费用包括寿命期末到拆迁、清理完毕的费用。报废发生的费用(设为Cb)，依据实际的运行统计数据，可以经转换、折算为投产初期投资为基数P乘以相应系数K2，即Cb＝PK2。报废的费用是在寿命的期末，需将该费用折为年费用，可以是收入也可以是付出。

式中：Cb为项目寿命期末为报废发生的费用，K2为项目报废时资产费用率。

2.2 全寿命周期成本计算模型

从以上三个阶段发生的费用分析可以得出，全寿命周期内成本费用可分为两类，一类是确定性费用，另一类是不确定性费用。确定性的费用有投资的年费用Ct、维护费用CY、报废费用Cb；不确定性有因故障而发生的抢修和故障的损失。为了方案的优化、比选，必须同时计入确定性的费用和不确定性的费用。假定确定性费用发生的概率kq(对于确定性费用，其kq＝1)、不确定性的概率kbt，则全寿命周期成本LCC的数学期望为：

式中：Pq为因故障而发生的抢修和故障的损失等不确定性费用，Kt为不确定费用等年值系数。

3 全寿命周期成本计算模型应用中的若干问题及其措施建议

从LCC计算公式可以看出，当前全寿命周期成本计算涉及到以下几个问题：

⑴ 电力行业基准收益率i：项目年费用的计算，其中一个关键是考虑资金时间价值，这与基准收益率有很大关系。目前的银行的五年期以上的贷款利率，一直在变化，而电力行业的基准收益率一直没有个权威单位以文件的形式给予确认，导致不同的项目其取值的不同，直接影响到项目优化与方案的取舍。

⑵ 经济寿命期：对于一个特定的项目，在投资、基准收益率确定的情况下，不同的寿命期得出的年费用必然的不同。如某项目投资1000万元、基准收益率10%，对于20年、30年不同的寿命期，其年费用分别为117.46万元、106.08万元。

⑶ 运行和维修费用系数的K1：目前电网工程经济评价实施细则的有文件依据的还是原电力工业部颁发的电计[1998]134号文-《电网建设项目经济评价暂行办法》。只有针对整个电网工程的维修费率，而没有具体项目、设备、材料的维修费率，给全寿命的具体应用带来困难。如镀锌构支架与离心水泥杆的比较时，其维修费用，直接决定了方案的取舍；对进口、合资、国产的设备材料的比较，维修费率也是非常关键的参数。

⑷ 正常的报废拆除费用系数的K2：项目到经济寿命期末，都要进发生拆除、清理等费用，是全寿命周期成本的组成之一，再加上环保意识的大幅提高，使得期末的处理费用大幅增加，此外还涉及拆除后废物余值回收的问题。

⑸ 可能的故障抢险费用、停运过程的损失费用Pq：这块的费用计算，是全寿命应用最为困难与核心的问题，存在着定量计算缺乏具体的规范，主要体现：①故障概率：电网工程发生的故障，存在着不确定性问题，即设备、材料发生故障的概率，现行的规范缺乏设备、材料发生故障的概率，更没有不同厂家、不同品牌的设备和材料发生概率，给全寿命在设计过程的设备、材料的优化和比选带来困难。②发生故障的损失额：发生故障时需要的抢险费用、停运的时间、造成的损失范围，以及损失额的计算，这些需要的计算参数，目前规范还没有明确的规定。③故障可能发生的时点：由于全寿命的计算模型选择的年费用，而故障发生的未来值，需要贴现计算，需要发生的年份。

为了解决问题以上问题，本文提出以下措施建议：

⑴ 基准收益率：在进行项目财务评价、方案比选与优化，必须要用到该数据。从纯理论的角度，确定行业的基准收益率，涉及资金成本、资金机会成本、项目风险、通货膨胀等。建议国家有关部门或电力行业权威部门在充分调研的情况下，定期颁发一个基准收益率或颁发基准收益率计算公式，例如基准收益率可与人民银行的五年期贷款挂钩，i＝五年期贷款利率×K，便于技术经济人员及时更新，作出合理的评价结论。

⑵ 经济寿命期：目前对于整个完整的输变电工程，已有规定：例如线路30年、变电设备20年、建筑物50年。然而，在全寿命比选时，由于比选的对象的不同，还需要有设备、材料的寿命期。为此，除了规定输变电项目的经济寿命期外，还要统一规定输变电工程设备、材料(含不同厂家、不同品牌)的经济寿命、不同建构筑物的经济寿命(如变电站构支架中的水泥杆、钢管、角钢)。

⑶ 正常的运行和维修费用系数的K1：在进行全寿命周期成本的计算时，可以是项目之间的比选，更多的是具体设备、材料及构支架的方案之间的比选等。由于不同厂家、不同品牌的设备与材料(包括进口、合资、国产的)；不同类型的材料(如线路的绝缘子有合成、陶瓷；铜芯和铝心电缆等)；不同类型的构支架(如水泥杆、钢管、角钢)，其实际的运行维修成本是肯定不同的。可以在已有的数据基础上，针对电力工程设计、采购等需要的边界参数(见表1)，逐步补充、修改和完善，使全寿命的应用建立在统一规范的基础上。

⑷ 正常的报废拆除费用系数的K2：从全寿命成本的大小角度来说，该项的成本是不大，但全寿命应用必须有该费用。建议依据企业统计数据，在扣除余物回收后，针对不同类型的设备、材料、建构筑物的拆除及清理的费率。

⑸ 故障概率：需要有可靠的基础数据。建议全面收集电力企业、电力行业基础数据，建立和积累不同厂家、不同品牌的设备和材料全国性运行(包括故障)资料，对不同厂家、不同品牌的设备和材料的可靠性指标统计。为引入全寿命周期管理方法、更加科学合理进行设备和材料选型打下坚实的基础。

⑹ 发生故障的损失额。主要包括两部分：一部分是停电损失，通常可以采用每年的期望停电损失(EENS)这一指标进行计算，EENS通常可以根据设备或元件故障率并通过(电力系统)可靠性计算获得；另一部分是设备、设施损坏而引起的修复费用、抢修费用等，可利用电网公司对历史发生故障、抢修费用等进行计算，进而提出各种建构物、设备、材料故障的损失额。

4 结语

本文分析了在输变电设计中全寿命周期成本，给出了相应计算模型；分析了全寿命周期成本方法在应用中的若干问题，就目前规范方面存在的不足提出了看法与建议。为了进一步推进全寿命周期成本方法在输变电设计中的应用，必须逐步积累全寿命周期评价基础数据，补充完善有关计算参数。为此，建议着手编制我国全寿命周期成本评价导则或规定，以规范全寿命周期评价办法、应用范围和计算参数等，推进全寿命周期成本方法在电网设计中的应用，引领电网的科学发展。

表1 电力工程设计、采购等需要的边界参数